第31卷，第2期 2011年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
低山丘陵区可见光谱的分形特征张法升1.3，刘作新1*，万昊雷2.3，刘森
1，中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁省节水农业重点实验室，辽宁沈阳
110016
2、中国科学院北京基因组研究所，基因组科学及信息重点实验室，北京100029 3，中国科学院研究生院，北京100049
Vol.31,No. 2,pp473-477 February,2011
摘要遥感影像记录的反射光谱特征主要来源于异质反射地物的光诺综合作用，了解其空间分布特征有助于影像解译和遥感模型的建立。该文以低山丘陵区10月底多光谱TM遇感影像为研究对象，采用统计学和多重分形相结合的手段分析其空间变异性。结果表明，研究区可见光谱（0.45～0.69um）亮度值（digita number，DN)空间分布表现出统计意义上的尺度不变性；广义分维函数D。分析表明TM2(0.52～0.60um) DN值空间分布为单一分形，TM1(0.45～0.52μm)和TM3(0.63~0.69μm)DN值则表现出统计多重分形特征：多承分形详参数（gm一g吨）和厂f(e）一f(gi）分析进一步显示TM3DN值具自高度异质的空间分布特征和最丰富的信息量，其次是TM1，而TM2DN值则具有相对较低的空间异质性和信息量。
充度值；尺度不变性；多重分形；空间异质性
关键词
中图分类号：N93
引言
文献标识码：A
DOl:10.3964/j.issn.1000-0593(2011)02-0473-05
换等提供理论依据。
材料与方法 1
遥感影像是地物电磁波谱特征的实时记录，包含着地物
相应的空间特征，因此，利用遥感影像记录的地物反射光谱特征反演获取地表信息成为光谱学、土壤学、生态学和地理学等学科的研究热点之一[1-4]。地球表面客观存在各种尺度的景观异质性，导致其反射光谐特征的空间分布也往往表现出高度复杂性，一般的统计处理手段很难完全量化这些复条的空间异质性(5)。
分形理论（Mandelbrot，1982)是一种措述非常复杂但具有标度不变性系统的非线性科学理论(+)。由于其处理复杂现象方面的优势，在波段选择、光谱识别、影像压缩、分割、去噪和纹理分析等方而得到了广泛应用[9-10]，因此，有关遥感影像光谱数据空间分布的分形特征，尤其多重分形特征研究具有现实意义(5-1]，本研究以LandSat5记录的多光谐 TM影像为研究对象，采用多重分形方法分析可见光谱(0.45～0.69μm)DN值空间分布的分形特征，尝试利用非线性科学手段准确描述反射光谱特征的空间结构信息和变化规律，为反射光谱数据的统计分析、通感模型的建立和尺度转
收稿日期：2010-03-22，修订日期：2010-06-26
1.1
研究材料
研究区位于中国辽宁省阜新市（121"01'E122*56'E，
41°41'N～4256'N)，为低山i丘陵区，地形、地貌情况复杂；土地利用类型主要为耕地、林地、草地、居民点和矿区等建设用地。数据采用LandSat5多光谱TM影像，时间为2006 年10月27日，云覆盖量为0%。10月底，研究区域内土壤表面较于燥月有限的植被覆盖主要为低山林地及防护林等。 1.2研究方法
1.2.1图像多分辨率金字塔
图像多分辨率金字塔是一种高效地对图像局部尺度与整体进行分析的方法。通过一定算法，将研究影像生成一系列不同空间分辨率的新图像系列。本研究采用的算法为，=&X4'，其中，.和e分别为L层上图像和原始图像的象元大小，L变化范围为0~4，象元大小变化范围为30m×30m ~480mX480m。部分分辨率图像见图1。
基金项目：国家科技支撑计划项目(2008BADA4B06)，国家自然科学基金项目(40801069)和中国科学院陆地生态过程重点实验室开放课题
资助
作者简介：张法升，1984年生，中国科学院沈阳庞用生态研究所博士研究生
e-mail, fasheng06@163.com
，通讯联系人
万方数据
e-mail, liuzuoxinyahoo, com, cn